DE1208489B - Verfahren zum Vernetzen von AEthylenhomo- oder -mischpolymerisaten - Google Patents
Verfahren zum Vernetzen von AEthylenhomo- oder -mischpolymerisatenInfo
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
208489 Int. α.:
C08f
Deutsche Kl.: 39 b-22/06
Nummer: 1208 489
Aktenzeichen: G 37956IV c/39 b
Anmeldetag: 14. Juni 1963
Auslegetag: 5. Januar 1966
Bekanntlich ist Polyäthylen ein Thermoplast und ist in bestimmten organischen Lösungsmitteln löslich. In
jüngster Zeit sind mit schwankendem Erfolg verschiedene Verfahren vorgeschlagen worden, um die thermoplastischen
Eigenschaften und die Löslichkeit durch Vernetzung zu verringern. Hierzu gehören unter anderem
die Bestrahlung des Polymeren mit Elektronen und Zumischen von freie Radikale liefernden Substanzen
in das Polymere. Bei dem zuletzt erwähnten Verfahren werden haiiptsäclilich organische Peroxyde und
Azoverbindungen als A^ernetzungsmitiel verwendet,
die das Polymere nach einem freie Radikale liefernden Mechanismus vernetzen. Obwohl bekanntlich zahlreiche
organische Peroxyde beim Vermischen mit Polyolefinen und anderen polymeren Stoffen eine Vernetzimg
ergeben, sind zahlreiche derartige Stoffe in verschiedener Hinsicht von Nachteil. Beispielsweise
ist das Arbeiten mit Benzoylperoxyd bei den erforderlichen
Mischtemperaturen wegen der heftigen Zersetzung gefährlich. Andere Peroxyde haben eine zu
kurze "Halbwertszeit bei der Temperatur, bei welcher das Peroxyd mit dem geschmolzenen Polymeren vermischt
wird, um eine gleichmäßige Vernetzung zu erzielen. Azoverbindungen haben den Nachteil, daß
die Produkte bei Verwendung ausreichender Mengen zur Erzielung einer gleichmäßigen Vernetzung beim
Zersetzen Stickstoff abspalten, wodurch in dem Polymeren Blasen erzeugt werden. Es besteht daher seit
langem ein Bedürfnis nach einem anderen Verfahren, um im wesentlichen gesättigte, normalerweise feste
Olefinpolymere zu vernetzen.
In der belgischen Patentschrift 535 098 ist vorgeschlagen worden, den bei der Herstellung von Polyolefinen
verwendeten Ziegler-Katalysator durch Zusatz von Hydrazine"! inaktiv zu machen. Es handelt sich
hierbei jedoch nicht um ein Vernetzen des Polymerisats, da die Polyolefine keine für eine Vernetzung geeigneten
funktioneilen Gruppen enthalten. Aus der französischen Patentschrift 1220 900 ist bekannt,
Synthesekautschuk durch Bromierung von Äthylenmischpolymerisate!!
herzustellen und die bromierten Mischpolymerisate unter Verwendung einer großen Anzahl verschiedener Substanzen einschließlich Polyaminen
zu härten. Bei diesem Verfahren wird durch das Härten Bromwasserstoff und in einigen Fällen
auch Chlorwasserstoff aus dem während der Bromierung verwendeten Lösungsmittel entwickelt. Diese
Halogenwasserstoffe führen bekanntlich zu einer Zersetzung
des Polymeren und greifen die verwendete Apparatur an. Darüber hinaus wird durch die An-Wesenheit
von Wasser während des Härtens bei dem Verfahren gemäß französischer Patentschrift 1 220 970
Verfahren zum Vernetzen von
Äthylenhomo- oder -mischpolymerisaten
Äthylenhomo- oder -mischpolymerisaten
Anmelder:
W. R. Grace & Co., New York, N. Y. (V. St. A.)
Vertreter:
Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. J.-D. Frhr. v. Uexküll,
Patentanwalt,
Hamburg-Hochkanip, Königgrätzstr 8
Als Erfinder benannt:
Clii'ton Leroy Kehr, Ednor, Md. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 19. Juni 1962 (203 434) --
das Verfahren auf Grund von Nebenreaktionen und Hydrolyse schlecht durchführbar. Im Gegensatz zu
diesen bekannten Verfahren wird mit der vorliegenden Erfindung ein allgemein anwendbares Verfahren zum
Vernetzen von Äthylenpolymerisaten und -mischpolymerisaten vorgeschlagen, welches ohne unangenehm
zu handhabende oder kostspielige Stoffe, wie z. B. Brom, auskommt, quantitativ und spezifisch abläuft
und welches darüber hinaus in wäßrigem System durchgeführt werden kann.
Erfindungsgegenstand ist ein Verfahren zum Vernetzen von normalerweise festen, 0,5 bis 5 Gewichtsprozent
Carbonylgrappeu enthaltenden Äthylenhomo- oder -mischpolymerisaten mit anderen Olefinen unter
Formgebung durch Erwärmen über den Erweichungspunkt des Polymeren, welches dadurch gekennzeichnet
ist, daß man das Polymerisat im Gemisch mit Hydrazin oder mit einer mindestens zwei alkalisch reagierende,
primäre Aminogruppen aufweisenden organischen Verbindung oder mit einer Verbindung, die
sich in situ in eine derartige Aminoverbindung umwandelt, gegebenenfalls in Gegenwart eines sekundären
oder tertiären Amins, erwärmt, wobei die Menge des Hydrazins oder der primären Aminoverbindung 5 bis
200% des theoretischen Äquivalents der Carbonylgruppen des Polymeren beträgt.
Geeignete Vernetzungsmittel sind neben Hydrazin, Äthylendiamin, 1,2-Propandiamin, Hexamethylendiamin,
Diäthylentriamin, Triäthylentetramin, Tetraäthylenpentamin; o-, m- und p-Phenylendiamin,
509 777/442
1,2,4-Triaminobenzol, 1,3,5-Triaminobenzol; 2,4-Diaminotoluol,
2,4,6-Triaminotoluol; 2,4-Diaminoanisol; l,2-Diamino-4-nitrobenzol; 1,2-Diaminocyclohexan,
o-, m- und p-Xyloldiamin, 4,4'-Diaminodiphenylmethan,
1,8-Diaminonaphthalin, 2,7-Diaminonaphthalin, 2,7-Diaminofluoren, 2,4-Diamino-n-buttersäure,
2,6-Diaminopyridin, 2,4,5,6-Tetraaminopyrimidin, 2-Hydroxyäthyl-l,4-diaminobutan und 3,3'-Dichlor^^'-diaminodiphenylmethan.
Geeignete Ausgangsstoffe, die sich in situ in min-
destens zwei alkalisch reagierende, primäre Aminogruppen aufweisende Verbindungen umsetzen, sind:
1. Gemische von monomeren Aminen, die chemisch miteinander reagieren und die Amine ergeben.
Beispielsweise setzt sich Äthanolamin mit einer äquivalenten Menge ß-Alamin durch Veresterung
um und ergibt
2JN— L-H2— CrI2 — L-U— UCiI2 — L-H2 — JNn2,
2JN— L-H2— CrI2 — L-U— UCiI2 — L-H2 — JNn2,
eine äquimolare Mischung aus Allylamin und 2-Mercaptoäthylamin setzt sich durch Mercaptoaddition
an der Doppelbindung zu
Die in dem Polymeren enthaltenen Carbonylgruppen sind Keton- oder Aldehydreste, welche entweder in
der Hauptpolymerkette oder als Zweigkette oder in einer Zweigkette vorhanden sein können und durch
bekannte Oxydation gebildet werden. Hierzu können alle bekannten Oxydierungsverfahren benutzt werden.
Beispielsweise kann das Polyäthylen an Luft oder an ozonhaltiger Luft bei 100 bis 200° C vermählen werden;
man kann auch Luft über festes Polyäthylen in einem Ofen von etwa 100 bis 1350C oder durch ein fluidisiertes
Polyäthylenbett bei 100 bis 2000C leiten. Nach einem anderen üblichen Verfahren werden durch in
Wasser oder in organischem Lösungsmittel suspendierte Polyäthylenteilchen entweder Luftblasen eingeleitet,
oder das System wird mit Luft bei 100 bis 2000C unter Druck gesetzt. Bei einem anderen Verfahren
wird das Polyäthylen zu Filmen verarbeitet oder verpreßt und heiße Luft von 100 bis 2000C über
die Folie geleitet. Bei all diesen Verbindungen kann
noch eine kleinere Menge, z. B. 0,05 bis 5 Gewichtsprozent, organisches Peroxyd mit dem Polymeren
vermischt werden, um die Oxydationsgeschwindigkeit
oder
H2N — CH2CH2 — S — CH(CH3) — CH2 — NH2
H2N — CH2CH2 — S — CH(CH3) — CH2 — NH2
um;
2. Verbindungen, welche sich unter Vernetzungsbedingungen thermisch oder hydrolytisch unter
Bildung von Diaminen zersetzen, wie z. B. Äthylendiamincarbamat
/ COO \
1 + I
VH2N-CH2CH2-N-H/
Hexamethylendiamincarbamat
H3N — CH2CH2CH2CH2CH2Ch2 — N:
, COO~
und n-Acetylhexamethylendiamin
r· XT r>tr r-Ίΐ /-tr /"tr /-tr nu xttj
3C-N-CH2CH2CH2CH2Ch2CH2—NH2 \
H ä
OH
OH
3. Aminsalze von organischen oder anorganischen Säuren, wie z. B. Äthylendiaminhydrochlorid oder
Hexamethylendiaminmonooleat.
Derartige Ausgangsprodukte sind in einigen Fällen vorteilhafter als die freie Aminoverbindung und
können die Verarbeitungseigenschaften der Polymerverbindung verbessern, indem eine vorzeitige Härtung
oder eine Verkokung während des Vermischens oder des Formpressens verhindert wird.
Die Vorteile der vorliegenden Erfindung gegenüber dem Vernetzen mit freien Radikalen sind unter anderem
die bessere Kontrolle der Vernetzung, die durch Einstellung der Anzahl der reaktiven Carbonylgruppen
ermöglicht wird und ferner die Möglichkeit, daß man in Anwesenheit von Sauerstoff vernetzen kann. Bei
einer Vernetzung mit freien Radikalen ist im allgemeinen eine inerte Atmosphäre notwendig, da Sauerstoff
eine nachteilige Wirkung besitzt.
Wenn der Anteil der Carbonylgruppen 5°/0 uberschreitet,
so wird die Stabilität des Polymeren negativ beeinflußt, und zwar insbesondere bezüglich des zersetzenden
Angriffs durch ultraviolettes Licht.
Die Menge des dem System zugesetzten Hydrazins oder der mindestens zwei primäre Aminogruppen aufweisenden
organischen Verbindung hängt von dem Carbonylgehalt des oxydierten Polyäthylens ab und
beträgt 5 bis 200% des theoretischen Äquivalents der Carbonylgruppen des Polymeren.
j)}e Dichte des verwendeten Polyäthylens ist nicht
wesentlich; es können sowohl Polyäthylene niederer Dichte (etwa 0,91) wie solche höherer Dichte (0,97)
und alle zwischen diesen Werten liegenden Typen oxydiert und erfindungsgemäß vernetzt werden.
Die Vernetzung wird üblicherweise bei Temperaturen durchgeführt, bei welchen das Polymere genügend
weich ist>
um verarbeitet zu werden. Demzufolge wird
ein Polyäthylen niederer Dichte mit einem Erweichungspunkt im Bereich von 90 bis 1100C, vorzugsweise
bei 90 bis 1500C, vernetzt, während ein PoIyäthylen
hoher Dichte mit einem Erweichungspunkt im Bereich von 125 bis 139° C, vorzugsweise zwischen
<jem Erweichungspunkt und 2000C, vernetzt wird. Es
kann zwar bei höheren Temperaturen gearbeitet werden, was jedoch nicht notwendig ist. Bei Verwendung
von Hydrazin ist es wegen dessen niedrigen Siedepunkt notwendig, entweder in einem geschlossenen
System oder unter Druck zu arbeiten, um ein Verdampfen während des Vernetzens zu verhindern.
Bevorzugt wird ein Drucksystem, bei welchem das Hydrazin flüssig bleibt, obwohl man auch in einem
abgeschlossenen System mit gasförmigem Hydrazin arbeiten kann.
Wenn die Carbonylgruppen durch Oxydation in das Polyäthylen eingeführt werden, sollen vorzugsweise
keine Antioxydationsmittel vorhanden sein; wenn diese jedoch vorhanden sind, so erfordert die Oxydation
längere Zeit, da erst alle Antioxydantien aufgebraucht werden müssen, bevor sich tatsächlich Carbonylgruppen
bilden.
Ferner können auch andere übliche Zusätze, die auch sonst bei Kunststoffmassen verwendet werden
und nicht direkt mit den Carbonylgruppen, den Aminogruppen aufweisenden Verbindungen oder mit
dem Hydrazin reagieren, zugesetzt werden. Derartige Zusätze sind Weichmacher, Schmiermittel, Füllstoffe,
Stabilisatoren und flammfest machende Mittel sowie Farben und Pigmente, ferner Aktivatoren und Beschleuniger
für die Vernetzungsreaktion. Die genaue Auswahl derartiger Zusätze ist dem Fachmann bekannt.
Es wurde festgestellt, daß die Vernetzungsreaktion durch Zusatz von sekundären oder tertiären Aminen,
die unter den betreffenden Vernetzungsbedingungen von selbst nicht mit den Carbonylgruppen reagieren
können, beschleunigt werden kann. So konnte beispielsweise in einem Fall die zur Erzielung einer
maximalen Vernetzung von oxydiertem Polyäthylen mit Hexamethylendiamin erforderliche Zeit von 10 Minuten
auf 5 Minuten verringert werden, als 3 Mol Di-2-äthylhexylamin je Mol Hexamethylendiamin zugesetzt
wurden. In vielen Fällen wird der sekundäre oder tertiäre Aminobeschleuniger durch die Struktur
des Vernetzungsmittels vorgesehen. Beispielsweise enthält 1 Mol Tetraäthylenpentamin drei sekundäre
Aminogruppen. Diese sekundären Gruppen sind gegenüber den Carbonylresten nicht reaktionsfähig,
beschleunigen aber die Reaktion der primären Aminogruppen, so daß nur 3,5 Minuten notwendig sind, um
unter den Bedingungen eine maximale Vernetzung zu erzielen, die mit Hexamethylendiamin sonst 10 Minuten
benötigt.
Zum Vermischen von Polyäthylen mit dem Hydrazin oder mit der primäre Aminogruppen aufweisenden
Verbindung können die verschiedensten üblichen Mischverfahren benutzt werden; sie können direkt den
geschmolzenen Polymeren zugesetzt werden oder mit dem Polyäthylen vermischt werden, worauf das Gemisch
dann über den Erweichungspunkt des Polymeren erwärmt wird. Um eine gleichmäßige Zumischung
unterhalb des Erweichungspunktes des Polymeren, z. B. bei Zimmertemperatur, zu unterstützen, kann
ein übliches Lösungsmittel für die Aminogruppen tragende Verbindung verwendet werden. Im allgemeinen
werden polare Lösungsmittel, welche die Vernetzungsreaktion nicht stören, benutzt, wie Wasser,
Benzol und Alkohol.
Bei Äthylen enthaltenden olefinischen Copolymeren besteht keine Beschränkung hinsichtlich der reaktiven
Anteile der olefinischen Comonomeren zu Äthylen im Copolymeren. Das Copolymere wird auf die gleiche
Weise wie das Polyäthylen oxydiert und bildet Carbonylgruppen.
In den folgenden Beispielen sind die Schmelzindizes (MI) gemäß ASTMD 1238-52 T nach Bedingung E
(Schmelzindex) und F, Tabelle I (Schmelzindex unter großer Belastung), und die Dichte der Polymeren
nach ASTMD 1505-57 T gemessen.
Sofern nicht anders angegeben, wurde zur Kontrolle der Vernetzung ein Brabender-Plastograph Modell
P1-V2 mit einer Aufzeichnungsvorrichtung zur Messung der Drehkraftänderung mit einem Meßbereich
von 0 bis 1000 Einheiten entsprechend einer Drehkraft von 0 bis 1 kg-m benutzt. Dieser Bereich konnte durch
Zusatz weiterer Gewichte bei Bedarf auf 0 bis 5000 entsprechend 0 bis 5 kg-m Drehkraft erweitert werden.
Das Ausmaß der Vernetzung kann auf verschiedene Weise bestimmt werden; beispielsweise besteht eine
Beziehung zwischen dem Ausmaß der Vernetzung und einer von dem Aufzeichnungsgerät des Plastographen
gemessenen Drehkraftänderung vom Zeitpunkt der Zugabe des Vernetzungsmittels zu dem geschmolzenen
polymeren Material bis zur entweder vorzeitigen Unterbrechung der Reaktion oder bis zur Erreichung
einer maximalen Drehkraft. Je größer die Vernetzung ist, desto größer ist die Viskosität des polymeren
Materials, wodurch wiederum eine größere Drehkraft erforderlich ist, um den Plastographen mit einer konstanten
Umdrehungszahl anzutreiben. Das Ausmaß der Vernetzung kann weiterhin durch eine Änderung
des Schmelzindex auf Grund der Vernetzung des poly-ίο meren Materials überprüft werden. Da sich der
Schmelzindex umgekehrt zu der Viskosität verhält, welche wiederum direkt proportional mit dem Ausmaß
der Vernetzung ist, zeigt ein niedriger Schmelzindex nach der Reaktion eine erfolgte Vernetzung an. Weitere
Angaben für das Ausmaß der Vernetzung sind die Abnahme des Carbonylgehaltes nach Zugabe des Vernetzungsmittels
und die Menge des in Xylol unlöslichen Polymeren in der gehärteten Probe, bezogen
auf den Prozentgehalt Gel.
Das Ausmaß der Oxydation des Polyäthylens wurde durch Berechnung des Carbonylgehaltes des polymeren
Materials durch Infrarotanalyse unter Verwendung eines Maximums bei 1720 cm^1 bestimmt. Hierfür
wurde ein Perkin-Elmer-Spektrophotometer, Modell221,
verwendet. Der angegebene Carbonylgehalt in % wurde definiert als
Gramm C = O
Gramm Polymeres
Gramm Polymeres
•100.
Die reduzierte Viskosität wurde durch Auflösen von 0,1g des Polymeren in 100 ml Decalin bei 135°C
nach dem Verfahren gemäß ASTMD-1601-61 bestimmt.
Die Verhältnisse von Belastung und Festigkeit, d. h. Belastbarkeit, Dehnung in % bei der Streckgrenze,
Reißfestigkeit bis zum Bruch, Dehnung in % bei
Bruch und der Young-Modul bei 1% Dehnung, wurden an gehärteten Folien des Polymeren bestimmt.
Hierzu wurden 6,35 mm breite und 0,6 mm dicke Streifen mit 5 cm Abstand zwischen die Klauen eines
Reißfestigkeitsmessers (Instron Modell TT) geklemmt und bei 230C und 50% relativer Feuchtigkeit mit einer
Trenngeschwindigkeit von 50% je Minute getrennt.
Der Gelgehalt in % des Polymeren wurde an einer
24 Stunden unter Rückfluß in Xylol behandelten, abgewogenen Probe von etwa 0,5 g des Polymeren in
einem Zellulosesoxhletfinger, welche 0,3 Gewichtsprozent 2,6-Ditertiär-butyl-4-methylphenol enthielt,
gemessen. Der unlösliche Anteil der Polymerprobe wurde nach dem Trocknen gewogen und der Gelgehalt
in % wie folgt berechnet:
Prozent Gel = —
Gewicht der unlöslichen Probe
Gesamtgewicht der Probe
Die Brechbelastung (ESC-Werte) wurde gemäß ASTMD 1693-60 T bestimmt. Der kristalline Schmelzpunkt
wurde am heizbaren Polarisationsmikroskop mit einer Aufheizgeschwindigkeit von weniger als I0C
je Minute gemessen. Sofern nicht anders angegeben, beziehen sich alle Mengenangaben auf das Gewicht.
Beispiel 1
Herstellung des Ausgangspolymeren
Herstellung des Ausgangspolymeren
80 g handelsübliche Polyäthylenflocken mit einer Dichte (nicht angelassen) von 0,94 g/cm3 und einem
Schmelzindex von 0,00 wurden in einem Heißluft-Umwälzofen (Fisher Isotemp) in Gegenwart von Luft
12 Stunden auf 128 bis 130° C erwärmt.
39 g des derart oxydierten Polymeren wurden in einem Brabender-Plastograph zusammen mit 0,2 g
4,4'-Thiobis-(6-t.-butyl-m-cresol) als Antioxydationsmittel 10 Minuten bei 157 bis 165°C gemahlen. Eine
4-g-Probe zeigte nach Analyse einen Carbonylgehalt von 0,61 Gewichtsprozent, eine Dichte von 0,96 g/cm3
und einen Schmelzindex von 1,9. Unmittelbar nach der Probeentnahme wurden 0,72 g (2 Gewichtsprozent)
Hexamethylendiamin
(H2N-(CH2)6 —NH2)
zugesetzt und weitere 10 Minuten gemahlen. Von Beginn der Hexamethylendiaminzugabe bis zum Abbrechen
des Versuches stieg die Drehkraft um 3330 m-g. Das erhaltene, vernetzte Polyäthylen hatte einen Carbonylgehalt
von 0,29 Gewichtsprozent, einen Gelgehalt von 39 Gewichtsprozent, einen Widerstand
gegenüber der äußeren Bruchbelastung von 776 bis 792 Stunden, einen mit einem Polarisationsmikroskop
bei 131 bis 134° C gemessenen Schmelzpunkt von 131 bis 134° C und eine mit Röntgenstrahlen gemessene
Kristallinität von 74%·
Bei einem Vergleichsversuch mit dem gleichen oxydierten Polyäthylen nach dem gleichen Verfahren,
jedoch ohne Hexamethylendiaminzusatz wurde ein oxydiertes Polyäthylen mit einem Carbonylgehalt von
0,72 Gewichtsprozent, einem kristallinen Schmelzpunkt von 138 bis 144° C und einer prozentualen
Kristallinität von 82% erhalten, welches beim Biegen den Belastungsbruchtest nicht aushielt (ESC-Wert
0,0 Stunden).
Es wurde ein weiterer Vergleichsversuch durchgeführt, um zu zeigen, daß die Carbonylgruppen in
dem Polymeren vorhanden sein müssen, um das Material erfindungsgemäß zu vernetzen. Hierzu wurden
35 g nicht oxydiertes, handelsübliches Polyäthylen mit einem Carbonylgehalt von 0,0 %» einem Schmelzindex
von 1,8, einem ESC-Wert von 6,5 Stunden und einer Dichte von 0,96 g/cm3 in einem Brabender-Plastograph
zusammen mit 0,19 g 4,4'-Thiobis-(t.-butyl-m-cresol) als Antioxydationsmittel 10 Minuten bei 150 bis
160° C gemischt, wonach 0,72 g (2 Gewichtsprozent) Hexamethylendiamin zugegeben und weitere 20 Minuten
gemischt wurden. Das derart verarbeitete PoIyäthylen hatte einen Schmelzindex von 2,3, einen Gelgehalt
von 0,0 Gewichtsprozent und einen ESC-Wert von O3O Stunden.
Beispiel 2
Herstellung des Ausgangspolymeren
Herstellung des Ausgangspolymeren
Gemäß Beispiel 1 wurden 450 g des gleichen Äthylens mit einem RSV-Wert von 9,0 12 Stunden bei 128
bis 130° C im Ofen erwärmt, worauf das derart oxydierte und 0,70% Carbonylgruppen enthaltende Polymere
an einem V-Mischer für weitere Vernetzungsversuche verarbeitet wurde. Die folgenden Versuche
zeigen die Auswirkungen bei Änderung der Konzentration der Polyaminverbindung.
39-g-Proben des oxydierten Polyäthylens wurden in einem Brabender-Plastographen zusammen mit 0,2 g
4,4'-Thiobis-(6-t.-butyl-m-cresol) 10 Minuten bei 150 bis 177° C verarbeitet, anschließend mit verschiedenen
Mengen Hexamethylendiamin versetzt und weitere 10 bis 15 Minuten vermischt, wobei noch ein Vergleichsversuch
A mit dem gleichen Polyäthylen jedoch ohne Zugabe von Hexamethylendiamin angesetzt
wurde. Die Ergebnisse der erhaltenen Produkte sind in der folgenden Tabelle aufgeführt, wobei das Produkt
A oxydiertes Polyäthylen als Kontrollprobe, die Probe B einen Gehalt von 0,09 g, die Probe C einen
Gehalt von 0,20 g und die Probe D einen Gehalt von 0,37 g Hexamethylendiamin enthielt.
Schmelzindex
Drehkraftanstieg, m-g
Carbonyl, Gewichtsprozent
RSV-Wert (Deziliter/g)
Gel, Gewichtsprozent
Dichte, g/ml
Belastbarkeit, Stunden (ESC-Wert)
Kristallinität (Röntgenstrahlen), %
Modul, kg/cm2
Festigkeit bei der Streckgrenze, kg/cm2
Dehnung beim Streckpunkt, %
Reißfestigkeit
Dehnung beim Bruch, %
34 g oxydiertes Polyäthylen mit einem Carbonylgehalt von 0,8 %j einem Schmelzindex von 5,5 und
einem RSV-Wert von 9,95 wurden in einem Brabender-Plastographen zusammen mit 0,18 g 4,4'-Thiobis-(6-t.-butyl-m-cresol)
10 Minuten bei 150 bis 170°C 5,5
0,8
0,9
0,966
80,0
050
288,5
050
288,5
7,8
288
288
9,8
0,00
1230
1230
0,7
unlöslich
19,0
0,959
I bis 21
19,0
0,959
I bis 21
79,0
13140
269
13140
269
9,7
212,4
49,5
0,00
1780
1780
0,5
unlöslich
19,0
0,957
294 bis 309
19,0
0,957
294 bis 309
85,0
11600
254,4
9,5
193
183
11600
254,4
9,5
193
183
0,00
2710
2710
0,3
unlöslich
28,0
0,955
>900
28,0
0,955
>900
80,0
11875
252
11875
252
9,0
192,8
116
192,8
116
gemischt. Anschließend wurden 0,0017MoI Tetraäthylenpentamin
der Formel
H2N (CH2CH2NH)3Ch2CH2NH3
zu dem geschmolzenen Polymeren gegeben und weitere 10 Minuten gemischt. Der Drehkraftanstieg vom Zeitpunkt
der Zugabe des Polyamins bis zum Abbruch
der Reaktion betrug 1350 m-g. Das vernetzte Polyäthylen hatte einen Schmelzindex von 0,00, einen Gelgehalt
von 39 Gewichtsprozent und eine Belastbarkeit von 600 Stunden.
Beispiel 4
Herstellung des Ausgangspolymeren
Herstellung des Ausgangspolymeren
80 g handelsübliches Äthylen-Butylen-Copolymeres (97,9: 2,1 Gewichtsprozent) mit einer Dichte von
0,933, einem Schmelzindex bei Belastung von 1,7 und einer reduzierten Viskosität von 4,4 wurden 4 Stunden
in einem Zwangsumwälzofen in Gegenwart von Luft bei 126°C erwärmt; das derart oxydierte Produkt
hatte einen Carbonylgehalt von 0,60 Gewichtsprozent.
35 g des derart oxydierten Copolymeren wurden zusammen mit 0,2 g 4,4'-Thiobis-(6-t.-butyl-m-cresol) als
Antioxydationsmittel im Plastographen bis zur Erzielung einer konstanten Drehkraft 15 Minuten bei 150
bis 1600C vermählen. Zu der geschmolzenen Masse
wurden 0,50 g Hexamethylendiamin gegeben und weitere 10 Minuten gemahlen.
Der Anstieg der Drehkraft vom Zeitpunkt der Hexamethylendiaminzugabe betrug über 1500 m-g.
Das vernetzte Copolymere hatte einen Gelgehalt von mehr als 15 Gewichtsprozent.
In einem auf 150 bis 160° C erwärmten Brabender-Plastographen wurden 34 g handelsübliches Polyäthylen
mit einem durch Oxydation erzielten Carbonylgehalt von 0,8 Gewichtsprozent, einer Dichte von
0,94, einer reduzierten Viskosität von 1,0 und einem Schmelzindex von 2,8 zusammen mit 0,07 g 4,4'-Thiobis
(6-t-butyl-m-cresol) 15 Minuten bis zur Erzielung
einer gleichmäßigen Drehkraft verarbeitet und dann mit 0,18 g Äthylendiamincarbamat
CO2
H3N-(CH2)2—Nx
versetzt. Innerhalb von 4 Minuten nach Zugabe des ίο Äthylendiamincarbamats stieg die Drehkraft auf
m-g. an. Das vernetzte Polyäthylen hatte einen Gelgehalt von 43 Gewichtsprozent.
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zum Vernetzen von normalerweise festen, 0,5 bis 5 Gewichtsprozent Carbonylgruppen enthaltenden Äthylenhomo- oder -mischpolymerisaten mit anderen Olefinen unter Formgebung durch Erwärmen über den Erweichungspunkt des Polymeren, dadurch gekennzeichnet, daß man das Polymerisat im Gemisch mit Hydrazin oder mit einer mindestens zwei alkalisch reagierende, primäre Aminogruppen aufweisenden organischen Verbindung oder mit einer Verbindung, die sich in situ in eine derartige Aminoverbindung umwandelt, gegebenenfalls in Gegenwart eines sekundären oder tertiären Amins erwärmt, wobei die Menge des Hydrazine oder der primären Aminoverbindung 5 bis 200% des theoretischen Äquivalents der Carbonylgruppen des Polymeren beträgt.In Betracht gezogene Druckschriften:
Belgische Patentschrift Nr. 595 098;
französische Patentschrift Nr. 1220 970.509 777/442 12.65 © Bundesdruckerei Berlin
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